圧力熱量学：溶解における極端なバロカロリック効果

冷却は現代社会に不可欠であるが、主要な蒸気圧縮システムは、地球温暖化係数の高い、環境に有害なフルオロカーボン冷媒に依存している。固体カロリック冷却によって低炭素代替技術が得られるが、低い冷却能力と、二次流体を要する非効率的な間接熱伝達によって、その実用的な展開が阻まれている。今回我々は、NH₄SCN水溶液における溶解と析出の圧力による調整で、極端なバロカロリック効果（圧力熱量効果）が可能になることを報告する。この機構は、非常に大きな冷却能力と著しく高い冷却効率をもたらす。我々は、室温溶液において26.8 Kという、既知の全てのカロリック材料を上回るin situ温度低下を得た。カルノーサイクルに似たサイクルの設計により、67 J g⁻¹という1サイクル当たりの冷却能力と、77％という第二法則効率が達成された。これは、自己循環する水溶液による極めて大きな温度低下と直接熱伝達の恩恵を受けている。現在の先端技術の利点を組み合わせた今回の溶解に基づくアプローチは、相転移シナリオの枠を超えて、持続可能な冷却の有望な解決策となる。

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